Адилова А.К.

Таразский государственный университет имени М.Х.Дулати

Кушербаева М.Р.

Таразский государственный педагогический институт

Различные интересные инноваций в области нанотехнологий

1. Наномашина. Наномашина размерами 4 на 2 нанометра помещается на медную подложку и подзаряжается током от расположенного над ним щупа электронного микроскопа каждые пол-оборота «колес». Стекающие со щупа электроны вызывают структурные изменения в моторных элементах молекулы и заставляют их вращаться. Вращаются они только в одну сторону, так что заднего хода у наномобиля нет.

2. Наноэлектроника. Исследователи из Японии и Швейцарии продемон-стрировали возможность связывания между собой отдельных молекул с помощью проводящих ток молекулярных нанопроводов. Это открытие является важным шагом к созданию мономолекулярной электроники, что позволит во много раз уменьшить размеры привычных нам электронным устройств. Ключом к мономолекулярной электронике является объединение функциональ-ных молекул в единую цепь с помощью токопроводящих нанопроводов. Наноэлектроника получит новый импульс после этой разработки. Сложностей в этой задаче две: как расположить нанопровода в нужных местах и как соединить их с функциональными молекулами химической связью.

3. Наномозг. Мозг человека по многим параметрам превосходит современные вычислительные системы. Его структурными элементами, как известно, служат нейроны, количество которых у человека приближается к ста миллиардам. Уникальной характеристикой соединяющих нейроны синапсов является их способность изменять эффективность связи. В это связи ученые уже много лет ведут поиск способа искусственно смоделировать нейронную сеть мозга. Недавно сотрудники Стэнфордского университета (США) заявили о создании функциональной модели синапса на основе материала с лёгким изменением фазового состояния.

4. Наногенератор. Вскоре достаточно будет просто носить гаджет в кар-мане и он подзарядится от движений – с таким заявлением выступили созда-тели плоских «наногенераторов», которые при сжатии, сгибании или тряске вырабатывают то же напряжение, что и обычная батарейка АА или ААА.

5. Наномедицина и профилактика. Наномедицина позволяет разрабо-тать новые методы диагностики. Поступательное перемещение несложно отследить с помощью современных микроскопов. Однако вращательное движение наблюдать намного сложнее вследствие ограничений наблюдатель-ной техники, вследствие чего многие процессы, в основе которых лежат вращательные молекулярные перемещения, до сих пор слабо изучены.

6.Наносенсор. Сенсор, сконструированный профессором Шаном Вонгом и его коллегами основан на нанотехнологии магнитного детектирования и способен обнаруживать заданный протеин-биомаркер рака при концентрации один к ста миллиардам (то есть 30 молекул на один  кубический миллиметр крови).

7.Выращивание органов. Мысль о том, что органы для трансплантации можно выращивать, не нова, однако к ее осуществлению есть ряд препятствий. Органы нельзя вырастить, как кусочек кожи в чашке Петри, им нужна объемная матрица, своего рода каркас для роста. С помощью вирусов бактериофагов в клетку доставляется запатентованная смесь наночастиц под названием Nanoshuttle. Эти частицы внутри клеток реагируют на воздействие магнитного поля, что позволяет контролировать рост ткани в трех измерениях. В таком подвешенном положении клетки могут жить и размножаться, образуя объёмные структуры, согласно заложенной в ДНК программе.

Терминология:

Нанотехнологии - совокупность методов и приемов, применяемых при изучении, производстве и использовании структур и систем, состоящих из наномасштабных элементов (1-100 нм) для получения объектов с новыми химическими, физическими, биологическими свойствами.

Наноматериалы - разновидность продукции наноиндустрии в виде материалов, содержащих структурные элементы с нанометровыми размерами, наличие которых обеспечивает существенное улучшение или появление качественно новых механических, химических, физических, биологических и других свойств, определяемых проявлением наномасштабных факторов.

Нанотрубки - протяжённые структуры цилиндрической формы, состоящие из свёрнутых гексагональных сеток с атомами углерода в узлах. Диаметр нанотрубок составляет от одного до нескольких десятков нанометров, длина - до нескольких сантиметров. Считается, что первооткрывателем нанотрубок является японский ученый Сумио Ииджима, хотя, как сообщает Nature, еще в 1952 советские ученые Л. Радушкевич и В. Лукьянович наблюдали волокна с диаметром порядка 100 нм, полученные при термическом разложении окиси углерода на железном катализаторе. Нанотрубки могут быть однослойными или многослойными, а также прямыми, зубчатыми, зигзагообразными и спиральными.

Графен – двумерный кристаллический углеродный наноматериал, который можно представить себе как пластину, состоящую из атомов углерода. Данный материал обладает уникальными токопроводящими свойствами, которые позволяют ему служить как очень хорошим проводником, так и полупроводником. Кроме того, графен чрезвычайно прочен и выдерживает огромные нагрузки, как на разрыв, так и на прогиб. В настоящее время графен получают путем отшелушивания чешуек от частиц графита, однако существуют разработки, позволяющие получать данный материал в промышленных масштабах.